(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の枝に分岐した構造体の全体画像を表示する第1の領域と、前記全体画像に含まれる複数の異なる枝についての各詳細画像を表示する第2の領域と、を同一表示画面内に形成する表示領域形成手段と、
前記第1の領域に表示される全体画像に基づいて、前記第2の領域への表示対象となる各枝の位置を指定する指定手段と、
前記指定手段によって指定された位置に基づいて、前記表示対象となる各枝の詳細画像を作成し、前記第2の領域にそれぞれ表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記枝の長さ方向の位置を指定するためのGUIを生成し、表示するGUI表示手段を更に備え、
前記指定手段は、前記GUI表示手段により生成されたGUIに対する操作によって、GUI上の任意の位置が指定されると、指定されたGUI上の位置に対応する、前記表示対象となる各枝上の位置を算出し、
前記表示手段は、前記指定手段によって算出された位置における各枝の詳細画像を、前記第2の領域にそれぞれ表示することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記指定手段は、前記全体画像上に表示されるポインタに対する操作によって、前記全体画像上の任意の枝の任意の位置が指示入力されると、前記表示対象となる各枝であって指示入力された枝とは異なる枝について、指示入力された位置に対応する位置を算出し、前記表示手段は、前記指定手段によって指示入力された位置、または算出された位置における各枝の詳細画像を、前記第2の領域にそれぞれ表示することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第2の領域に表示される詳細画像は、各枝の芯線に直交する断面像または3次元透視投影画像であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記詳細画像に基づいて、異常部を検出する検出手段を更に備え、
前記表示手段は、更に、前記検出手段によって異常部が検出された詳細画像を強調表示することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記表示手段は、前記第2の領域に表示される各詳細画像の大きさを、主要枝または起枝部に近い部位については、側枝または枝の先端に近い部位よりも大きく表示することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第1の領域に表示される全体画像が冠動脈三枝を含む画像である場合、少なくとも冠動脈三枝を前記第2の領域への表示対象とすることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
【請求項８】
複数の枝に分岐した構造体の全体画像を表示する第1の領域と、前記全体画像に含まれる複数の異なる枝についての各詳細画像を表示する第2の領域と、を同一表示画面内に形成する表示領域形成ステップと、
前記第1の領域に表示される全体画像に基づいて、前記第2の領域への表示対象となる各枝の位置を指定する指定ステップと、
前記指定ステップにおいて指定された位置に基づいて、前記表示対象となる各枝の詳細画像を作成し、前記第2の領域にそれぞれ表示する表示ステップと、
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冠動脈等の複数の枝に分岐した構造体の表示処理を行う画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から医用診断に利用される画像としては、例えばX線CT(Computed Tomography)装置やMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置等によって撮影される被検体の断層像等が知られている。また、複数の断層像を積み上げた3次元ボリューム画像を生成して表示する他、CPR(Curved Planar Reconstruction)画像、MIP(Maximum Intensity Projection)画像等、画像処理を施して、適切な画像を表示することも可能である。
【０００３】
例えば、特許文献1または特許文献2のように、心臓領域の冠動脈の画像について、操作者が冠動脈のいずれかひとつを選択して位置を指定すると、選択した冠動脈上の指定位置の垂直断面像を表示したり、指定位置の属する冠動脈の前後の断面を複数表示したりする画像処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2004-283373号公報
【特許文献２】特開2001-175847号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献1または特許文献2では、指定位置の属する血管上の前後の断面を複数表示するだけであるので、選択した冠動脈以外の他の冠動脈にも観察対象がある場合は、再度冠動脈を選択し直す必要があった。そのため操作の手間がかかり、冠動脈全体の観察に時間がかかっていた。
【０００６】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、複数の枝に分岐した構造体に含まれる複数の異なる枝の詳細について、効率よく閲覧可能な画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するため、本発明は、複数の枝に分岐した構造体の全体画像を表示する第1の領域と、前記全体画像に含まれる複数の異なる枝についての各詳細画像を表示する第2の領域と、を同一表示画面内に形成する表示領域形成手段と、前記第1の領域に表示される全体画像に基づいて、前記第2の領域への表示対象となる各枝の位置を指定する指定手段と、前記指定手段によって指定された位置に基づいて、前記表示対象となる各枝の詳細画像を作成し、前記第2の領域にそれぞれ表示する表示手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置である。
【０００８】
また、前記枝の長さ方向の位置を指定するためのGUIを生成し、表示するGUI表示手段を更に備え、前記指定手段は、前記GUI表示手段により生成されたGUIに対する操作によって、GUI上の任意の位置が指定されると、指定されたGUI上の位置に対応する、前記表示対象となる各枝上の位置を算出し、前記表示手段は、前記指定手段によって算出された位置における各枝の詳細画像を、前記第2の領域にそれぞれ表示することが望ましい。
【０００９】
前記指定手段は、前記全体画像上に表示されるポインタに対する操作によって、前記全体画像上の任意の枝の任意の位置が指示入力されると、前記表示対象となる各枝であって指示入力された枝とは異なる枝について、指示入力された位置に対応する位置を算出し、前記表示手段は、前記指定手段によって指示入力された位置、または算出された位置における各枝の詳細画像を、前記第2の領域にそれぞれ表示することが望ましい。
【００１０】
また、前記第2の領域に表示される詳細画像は、各枝の芯線に直交する断面像または3次元透視投影画像であることが望ましい。
【００１１】
また、前記詳細画像に基づいて、異常部を検出する検出手段を更に備え、前記表示手段は、更に、前記検出手段によって異常部が検出された詳細画像を強調表示することが望ましい。
【００１２】
また、前記表示手段は、前記第2の領域に表示される各詳細画像の大きさを、主要枝または起枝部に近い部位については、側枝または枝の先端に近い部位よりも大きく表示することが望ましい。
【００１３】
また、前記第1の領域に表示される全体画像が冠動脈三枝を含む画像である場合、少なくとも冠動脈三枝を前記第2の領域への表示対象とすることが望ましい。
【００１４】
また本発明は、複数の枝に分岐した構造体の全体画像を表示する第1の領域と、前記全体画像に含まれる複数の異なる枝についての各詳細画像を表示する第2の領域と、を同一表示画面内に形成する表示領域形成ステップと、前記第1の領域に表示される全体画像に基づいて、前記第2の領域への表示対象となる各枝の位置を指定する指定ステップと、前記指定ステップにおいて指定された位置に基づいて、前記表示対象となる各枝の詳細画像を作成し、前記第2の領域にそれぞれ表示する表示ステップと、を備えることを特徴とする画像処理方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の枝に分岐した構造体に含まれる複数の異なる枝の詳細について、効率よく閲覧可能な画像処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像処理システム1の全体構成を示すハードウエア構成図
【図２】第1の実施の形態における画像表示処理(1)の流れを示すフローチャート
【図３】画像処理装置100の表示例を示す図
【図４】冠動脈の芯線抽出及び長さの算出を説明する図
【図５】画像処理装置100における血管の指定操作とそれに対応する表示例とを説明する図
【図６】第2の実施の形態における画像表示処理(2)の流れを示すフローチャート
【図７】第2の実施の形態における血管位置の指定操作を説明する図
【図８】第2の実施の形態における表示例を示す図
【図９】第3の実施の形態における画像表示処理(3)の流れを示すフローチャート
【図１０】第3の実施の形態における表示例を示す図
【図１１】第4の実施の形態における画像表示処理(4)の流れを示すフローチャート
【図１２】第4の実施の形態における表示例を示す図
【図１３】第5の実施の形態における画像表示処理(5)の流れを示すフローチャート
【図１４】第5の実施の形態における表示例を示す図
【図１５】側枝の病変部について説明する図
【図１６】第6の実施の形態における画像表示処理(6)の流れを示すフローチャート
【図１７】第6の実施の形態における表示例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
以下の説明では、本発明の画像処理装置の表示対象となる、複数の枝に分岐した構造体の一例として、心臓領域の冠動脈について説明する。心臓の冠動脈は、大動脈起枝部を起点として、主要な三枝や側枝に分岐した構造を有している。冠動脈の主要な三枝とは、心臓の右側を走行する右冠動脈、心臓の左側前方を走行する左冠動脈前下行枝、及び心臓の左側後方を走行する左冠動脈回旋枝であり、以下の説明では冠動脈三枝という。また、冠動脈三枝以外の血管を側枝という。
【００１９】
複数の枝に分岐した構造体の他の例としては、肺領域の血管、気管支、神経等が挙げられる。
【００２０】
(第1の実施の形態)
まず、本発明の画像処理装置を適用した画像処理システム1の構成について説明する。
【００２１】
図1に示すように、画像処理システム1は、表示装置107、入力装置109を備えた画像処理装置100、及び画像処理装置100とネットワーク110を介して接続される画像データベース111及び医用画像撮影装置112とを備える。
【００２２】
画像処理装置100は、例えば病院等に設置される画像診断用のコンピュータである。
【００２３】
画像処理装置100は、CPU(Central Processing Unit)101、主メモリ102、記憶装置103、通信インタフェース(通信Ｉ/F)104、表示メモリ105、マウス108等の外部機器とのインタフェース(Ｉ/F)106を備え、各部はバス107を介して接続されている。
【００２４】
CPU101は、主メモリ102または記憶装置103等に格納されるプログラムを主メモリ102のRAM上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス107を介して接続された各部を駆動制御し、画像処理装置100が行う各種処理を実現する。
【００２５】
また、CPU101は、第1から第6の実施の形態において、画像表示に関する後述する処理(画像表示処理(1)〜(6))を実行する。画像表示処理(1)〜(6)において、CPU101は、表示装置107の表示画面に、冠動脈の全体画像を表示するための全体画像表示領域31と、冠動脈三枝や側枝の詳細画像をそれぞれ表示するための詳細画像表示領域32と、を形成する(図3参照)。また、マウス108や入力装置109によって、全体画像表示領域31に表示される全体画像上の位置の指定操作が行われると、指定された位置に基づいて、詳細画像の表示対象となる各血管の対応位置を算出し、指定された位置または対応位置の詳細画像を、詳細画像表示領域32にそれぞれ表示させる。
【００２６】
主メモリ102は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等により構成される。ROMは、コンピュータのブートプログラムやBIOS等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。また、RAMは、ROM、記憶装置103等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、CPU101が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
【００２７】
記憶装置103は、HDD(ハードディスクドライブ)や他の記録媒体へのデータの読み書きを行う記憶装置であり、CPU101が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、OS(オペレーティングシステム)等が格納される。プログラムに関しては、OSに相当する制御プログラムや、アプリケーションプログラムが格納されている。これらの各プログラムコードは、CPU101により必要に応じて読み出されて主メモリ102のRAMに移され、各種の手段として実行される。
【００２８】
通信Ｉ/F104は、通信制御装置、通信ポート等を有し、画像処理装置100とネットワーク110との通信を媒介する。また通信Ｉ/F104は、ネットワーク110を介して、画像データベース111や、他のコンピュータ、或いは、X線CT装置、MRI装置等の医用画像撮影装置112との通信制御を行う。
【００２９】
Ｉ/F106は、周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器とのデータの送受信を行う。例えば、マウス108等の入力装置等をＩ/F106を介して接続させるようにしてもよい。マウス108は、左右のスイッチボタン及びマウスホイール108aを備える。
【００３０】
表示メモリ105は、CPU101から入力される表示データを一時的に蓄積するバッファである。蓄積された表示データは所定のタイミングで表示装置107に出力される。
【００３１】
表示装置107は、液晶パネル、CRTモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、表示メモリ105を介してCPU101に接続される。表示装置107はCPU101の制御により表示メモリ105に蓄積された表示データをディスプレイ装置に表示する。
【００３２】
入力装置109は、例えば、各種スイッチ、キーボード等の入力装置であり、操作者によって入力される各種の指示や情報をCPU101に出力する。操作者は、表示装置107、入力装置109、及びマウス108等の外部機器を使用して対話的に画像処理装置100を操作する。
【００３３】
ネットワーク110は、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、イントラネット、インターネット等の各種通信網を含み、画像データベース111やサーバ、他の情報機器等と画像処理装置100との通信接続を媒介する。
【００３４】
画像データベース111は、X線CT装置やMRI装置等、医用診断に利用される画像を撮影する医用画像撮影装置112によって撮影された医用画像を蓄積して記憶するものであり、例えば病院や医療センター等のサーバ等に設けられる。図1に示す画像処理システム1では、画像データベース111はネットワーク110を介して画像処理装置100に接続される構成であるが、画像処理装置100内の例えば記憶装置103に画像データベース111を設けるようにしてもよい。
【００３５】
次に、図2〜図5を参照しながら、第1の実施の形態の画像処理システム100の動作について説明する。
【００３６】
画像処理装置100のCPU101は、主メモリ102から画像表示処理(1)に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて画像表示処理(1)を実行する。
【００３７】
図2の画像表示処理(1)において、まず画像処理装置100のCPU101は、画像データを読み込む処理を行う(ステップS101)。ここで、CPU101は、医用画像撮影装置112により撮像された、心臓領域を撮影範囲とした3次元画像データを、画像データベース111または記憶装置103から読み込む。
【００３８】
次に、CPU101は、取得した3次元画像データから冠動脈領域Aを抽出し、表示装置107の全体画像表示領域31に表示する(ステップS102)。
【００３９】
図3に示すように、表示装置107には、冠動脈領域Aの全体画像を表示する全体画像表示領域31と、冠動脈三枝の各々の詳細画像(垂直断面像等)を表示する詳細画像表示領域32と、が形成される。また、第1の実施の形態では、冠動脈上の位置を入力するための、後述するGUI33が表示される。
【００４０】
CPU101は、冠動脈領域Aの全体画像として、例えばボリュームレンダリング画像、冠動脈三枝A1、A2、A3を表示したCPR(Carved Planar Reconstruction)画像、またはMIP(Maximum Intensity Projection)画像等を作成し、全体画像表示領域31に表示する。
【００４１】
次に、図4に示すように、CPU101は、冠動脈領域Aから各冠動脈(以下、血管ともいう)A1、A2、A3の中心付近を通る芯線をそれぞれ算出し、右冠動脈A1の芯線41、左冠動脈前下行枝A2の芯線42、左冠動脈回旋枝A3の芯線43を取得する(図2のステップS103)。また、CPU101は、取得した芯線41、42、43について、それぞれ起枝部から血管最深部までの血管長を算出する(ステップS104)。右冠動脈A1の芯線41の長さR、及び左冠動脈前下行枝A2の芯線42の長さL1については、始点を大動脈起枝部とし、左冠動脈回旋枝A3の芯線43の長さL2については、始点を左冠動脈前下行枝A2からの分岐点とする。
【００４２】
CPU101は、算出した各血管長R、L1、L2を規格化する。ここで、規格化とは、各血管長R、L1、L2のいずれかを基準として、それぞれの血管長の距離比を算出することである。CPU101は、各血管長R、L1、L2を規格化した後、表示装置107上に表示するGUI33と、マウスホイール108aと、を関連付ける。
【００４３】
ここで、GUI(Graphical User Interface)33(オブジェクト)について説明する。  
GUI33は、図3及び図5に示すように、表示装置107の全体画像表示領域31に並べて表示されるものである。GUI33は、いずれかの血管A1、A2、A3の血管長(長さ方向)に関連付けられた目盛り33aと、目盛り位置を指定するスライダ33bと、により構成される。スライダ33bは、マウスホイール108aの回転操作に連動して、目盛り33a上を上下方向に移動表示されるものである。GUI33の目盛り33aは、例えば、最上部が基準とする血管の始点(大動脈起枝部または左冠動脈前下行枝からの起枝部)に対応付けられ、最下部が基準とする血管の最深部と関連付けられるものとする。
【００４４】
次に、図2のステップS105の処理によって、操作者によるマウスホイール108aの操作により、GUI33のスライダ33bの移動操作が行われ、GUI33上の任意の目盛り位置が指定されると(ステップS105)、CPU101は、GUI33にて指定された位置に対応する、冠動脈領域A上の位置(始点からの距離または距離比)を読み込む(ステップS106)。すなわち、GUI33の目盛りは、血管A1、A2、A3のうち、いずれかの血管(例えばA1)の長さ方向位置に関連付けられているため、関連付けられた血管上の位置が読み込まれる。
【００４５】
そして、CPU101は、ステップS106で読み込んだ距離または距離比から、他の血管(例えば、A2、A3)上の対応する位置をそれぞれ算出する。更にCPU101は、全体画像表示領域31に表示されている冠動脈領域Aの各血管A1、A2、A3に、それぞれ指定位置を示すライン35a、35b、35cを表示する(ステップS107；図5参照)。
【００４６】
更に、CPU101は、各血管A1、A2、A3での指定位置または対応位置における各垂直断面像321、322、323を作成し、詳細画像表示領域32にそれぞれ表示する(ステップS108、109)。
【００４７】
この段階における、画像処理装置100の表示装置107の表示状態を図5に示す。
【００４８】
図5に示すように、マウスホイール108aへの操作によりGUI33のスライダ33bが任意の目盛り位置へ移動され、位置が指定されると、指定位置に対応する、冠動脈領域Aの各血管A1、A2、A3上の対応位置がそれぞれ算出され、対応位置にライン35a、35b、35cが表示される。また、その対応位置における各血管A1、A2、A3の垂直断面像321、322、323が作成され、詳細画像表示領域32に表示される。
【００４９】
以降、ステップS105からステップS109の処理により、GUI33を用いた位置指定操作が行われる都度、指定された位置に対応する各血管A1、A2、A3上の対応位置について、垂直断面像321、322、323がそれぞれ作成され、表示される。
【００５０】
以上説明したように、第1の実施の形態の画像処理装置100は、読み込んだ画像データから冠動脈領域Aを抽出して表示し、冠動脈三枝A1、A2、A3の芯線41、42、43を算出し、その血管長を算出する。また、血管(冠動脈三枝)の長さ方向位置に関連付けられ、血管上の位置を指定するGUI33を用いて、血管の任意の位置が指定されると、CPU101は指定された位置に基づいて各血管A1、A2、A3上の対応する位置を算出し、算出した対応位置における各垂直断面像321、322、323を、詳細画像表示領域32に表示する。
【００５１】
そのため、異なる複数の血管(ここでは冠動脈三枝)について、長さ方向に対応する位置における各垂直断面像を、簡易な操作で同一表示画面内に表示することが可能となり、効率よく冠動脈領域を観察できる。また、GUI33を用いて、詳細画像の血管位置を一括指定できるので、操作が簡易なものとなる。また、GUI33を用いることにより、マウスホイール108aの回転操作に連動した位置指定操作ができるので、各血管の上流部から下流部までの各詳細画像を、連続的かつ円滑に観察することが可能となる。
【００５２】
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態の画像処理システム1について説明する。第2の実施の形態の画像処理システム1のハードウエア構成は、図1の第1の実施の形態の画像処理システム1と同一であるので説明を省略し、同一の各部については同一の符号を付して説明する。
【００５３】
第2の実施の形態において、CPU101は、図6に示す画像表示処理(2)を実行する。画像表示処理(2)では、表示画面上に表示されるポインタの操作によって、冠動脈領域Aのいずれかの血管が指定されると、CPU101は、その指定位置に対応する他の血管上の位置を算出し、各指定位置における垂直断面像を作成し、表示する。
【００５４】
以下、図6〜図8を参照して第2の実施の形態の画像処理装置100の動作を説明する。  
第2の実施の形態の画像処理装置100のCPU101は、主メモリ102から図6に示す画像表示処理(2)に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて画像表示処理(2)を実行する。
【００５５】
図6の画像表示処理(2)において、まず画像処理装置100のCPU101は、第1の実施の形態のステップS101からステップS104の処理と同様に、記憶装置103から3次元画像データを読み込み(ステップS201)、取得した3次元画像データから冠動脈領域Aを抽出し、表示装置107の全体画像表示領域31に表示する(ステップS202)。また、CPU101は、冠動脈領域Aから各血管A1、A2、A3の中心付近を通る芯線41、42、43をそれぞれ算出し(ステップS203)、取得した芯線41、42、43について、それぞれ起枝部から血管最深部までの血管長R、L1、L2を算出し、算出した各血管長R、L1、L2を規格化する(ステップS204)。
【００５６】
ここで、CPU101は、表示画面に、マウス108の移動操作に連動して移動するマウスポインタ36を表示する。
【００５７】
図6のステップS205の処理において、操作者によるマウス108の操作が行われ、マウスポインタ36によって任意の血管の任意の位置が指定されると(ステップS205)、CPU101は指定された位置情報を読み込む(ステップS206)。また、CPU101は、指定された位置情報に基づいて、指定された血管とは異なる血管の対応位置を算出する。そして、CPU101は、全体画像表示領域31に表示されている冠動脈領域Aの各血管A1、A2、A3に、指定位置または対応位置を示すライン35a、35b、35cを表示する(ステップS207)。
【００５８】
例えば図7に示すように、操作者がマウスポインタ36を用いて、血管A1上の任意の位置を指定すると、CPU101により指定位置と血管の始点(起枝部)との間の距離rが算出される。また、CPU101により、距離rと、ステップS204において算出された、起枝部から血管最深部までの長さRと、に基づいて、他の冠動脈A2、A3における対応位置が決定される。
【００５９】
他の血管の対応位置は、芯線上の長さが長さrと同一距離の位置とするか、または同一距離比となる位置とする。
【００６０】
対応位置を同一距離rの位置とする場合は、血管A2、A3について、それぞれ芯線の始点からの長さがrとなる位置を対応位置とする。
【００６１】
また、対応位置を同一距離比となる位置とする場合は、指定された血管の血管長Rと、距離rとの距離比rateRを、以下の式(1)により算出し、他の血管A2、A3の血管長に距離比rateRを乗じる。
【００６２】
rateR ＝ r/R      ・・・(1)
すなわち、血管A2、A3の血管長L1、L2に、距離比rateRを乗じた距離l1、l2を算出し、起枝部からの芯線上の長さがl1、l2となる位置をそれぞれ対応位置とする。
【００６３】
CPU101は、各血管A1、A2、A3の指定位置または対応位置における各垂直断面像を作成し、詳細画像表示領域32にそれぞれ表示する(ステップS208、209)。
【００６４】
この段階における、画像処理装置100の表示装置107の表示状態を図8に示す。
【００６５】
図8に示すように、マウスポインタ36の操作により、例えば血管A1上の任意の位置が指定されると、指定位置に対応する、冠動脈領域Aの他の血管A2、A3上の対応位置がそれぞれ算出され、その対応位置及び指定位置にライン35a、35b、35cが表示される。また、指定位置及び対応位置における各血管A1、A2、A3の垂直断面像321、322、323がそれぞれ作成され、詳細画像表示領域32に表示される。
【００６６】
以降、ステップS205からステップS209の処理により、マウスポインタ36で任意の血管の任意の位置が指定される都度、指定位置に対応する他の血管上の位置(対応位置)が算出され、指定位置及び対応位置における垂直断面像321、322、323がそれぞれ作成され、表示される。
【００６７】
以上説明したように、第2の実施の形態の画像処理装置100は、マウス操作により任意の血管の任意の位置が指定されると、CPU101によって指定位置に対応する他の血管上の位置が算出され、指定位置及び算出された対応位置における各垂直断面像が作成されて、詳細画像表示領域32に表示される。
【００６８】
従って、操作者はマウス108により所望の冠動脈の所望の位置を指定するだけで、指定された位置の垂直断面像だけでなく、他の冠動脈の対応位置における垂直断面像を確認できる。そのため、簡易な操作で効率よく冠動脈を観察できる。
【００６９】
なお、第2の実施の形態では、一例として、血管A1上の位置を指定し、その他の血管A2、A3の対応位置を算出する例を示したが、血管A2上の位置を指定し、その他の血管A1、A3の対応位置を算出したり、血管A3上の位置を指定し、その他の血管A1、A2の対応位置を算出したりすることも可能である。
【００７０】
その際、指定位置の血管長に対する距離比を求める式(1)に対応する式は、それぞれ以下の式(2)、(3)となる。rateL1は、血管A2上の任意の位置を指定した場合、rateL2は、血管A3上の任意の位置を指定した場合に適用される。
【００７１】
rateL1 ＝ r/L1      ・・・(2)
rateL2 ＝ r/L2      ・・・(3)
(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態の画像処理システム1について説明する。第3の実施の形態の画像処理システム1のハードウエア構成は、図1の第1の実施の形態の画像処理システム1と同一であるので説明を省略し、同一の各部については同一の符号を付して説明する。
【００７２】
第3の実施の形態において、CPU101は、図9に示す画像表示処理(3)を実行し、上述のGUI33やマウスポインタ36を用いた操作により、冠動脈領域Aの血管位置を指定すると、その指定位置や各血管上の対応する位置を算出し、それらの位置を含む3D透視投影図を作成し、表示する。
【００７３】
以下、図9〜図10を参照して第3の実施の形態の画像処理装置100の動作を説明する。
【００７４】
第3の実施の形態の画像処理装置100のCPU101は、主メモリ102から図9に示す画像表示処理(3)に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて画像表示処理(3)を実行する。
【００７５】
画像表示処理(3)において、まず画像処理装置100のCPU101は、第1の実施の形態のステップS101からステップS104の処理と同様に、記憶装置103から3次元画像データを読み込み(ステップS301)、取得した3次元画像データから冠動脈領域Aを抽出し、表示装置107の全体画像表示領域31に表示する(ステップS302)。また、CPU101は、冠動脈領域Aから各血管A1、A2、A3の中心付近を通る芯線41、42、43をそれぞれ算出し(ステップS303)、取得した芯線41、42、43について、それぞれ起枝部から血管最深部までの血管長R、L1、L2を算出し、算出した各血管長R、L1、L2を規格化する(ステップS304)。
【００７６】
次に、図9のステップS305の処理において、操作者によるマウス108の操作が行われ、第1の実施の形態において説明したGUI33や、第2の実施の形態において説明したマウスポインタ36等により、血管位置や始点からの距離が指定されると(ステップS305)、CPU101は指定された位置・距離情報を読み込む(ステップS306)。また、CPU101は、指定された位置・距離情報に基づいて、全ての血管A1、A2、A3の対応位置を算出し、全体画像表示領域31に表示されている冠動脈領域Aの各血管A1、A2、A3に、指定位置または対応位置を示すライン35a、35b、35cを表示する(ステップS307)。指定位置または対応位置の算出は、第1の実施の形態または第2の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７７】
CPU101は、各血管A1、A2、A3での指定位置または対応位置を含む領域を表示する各3D透視投影図を作成し、詳細画像表示領域32にそれぞれ表示する(ステップS308、309)。3D透視投影図とは、血管内部に設定される仮想的な視点から、ある範囲の方向を視野角として眺めた様子を平面状の投影面に投影した画像であり、仮想内視鏡画像とも呼ばれる。
【００７８】
なお、3D透視投影図の視点位置や視野角方向等は、各血管A1、A2、A3での指定位置または対応位置が画像内に含まれる領域であれば、どのように設定されるものであってもよい。
【００７９】
この段階における、画像処理装置100の表示装置107の表示状態を図10に示す。
【００８０】
図10に示すように、血管上の任意の位置または始点からの距離が指定されると、指定位置または距離に対応する、冠動脈領域Aの各血管A1、A2、A3上の対応位置がそれぞれ算出され、その対応位置及び指定位置にライン35a、35b、35cが表示される。また、その対応位置及び指定位置における各血管A1、A2、A3の3D透視投影図381、382、383がそれぞれ作成され、詳細画像表示領域32に表示される。
【００８１】
以降、ステップS305からステップS309の処理により、任意の血管位置が指定される都度、指定位置に対応する他の血管上の位置(対応位置)が算出され、指定位置及び対応位置における3D透視投影図381、382、383がそれぞれ作成され、表示される。
【００８２】
以上説明したように、第3の実施の形態の画像処理装置100は、GUI33またはマウスポインタ36等の操作により、表示されている複数の血管の任意の位置や始点からの距離が指定されると、CPU101によって指定位置に対応する各血管上の位置が算出され、指定位置及び算出された対応位置における各3D透視投影図が作成されて詳細画像表示領域32に表示される。
【００８３】
従って、操作者は指定した冠動脈位置に対応するすべての冠動脈上の同距離または同距離比での対応位置における3D透視投影図を同時に確認できる。そのため、冠動脈三枝の対応する位置における3D透視投影図を、簡易な操作で同一表示画面内に表示することが可能となり、垂直断面像では表示されない奥行き方向の観察も効率よく行うことが可能となる。
【００８４】
(第4の実施の形態)
次に、第4の実施の形態の画像処理システム1について説明する。第4の実施の形態の画像処理システム1のハードウエア構成は、図1の第1の実施の形態の画像処理システム1と同一であるので説明を省略し、同一の各部については同一の符号を付して説明する。
【００８５】
第4の実施の形態において、CPU101は、図11に示す画像表示処理(4)を実行し、上述のGUI33やマウスポインタ36を用いて、冠動脈領域Aの血管位置を指定すると、その指定位置に対応する各血管上の位置が同時に指定され、各指定位置における垂直断面像を作成し、表示する。更に、作成した垂直断面像について、それぞれ血管内腔面積391、392、393を測定、評価し、異常なものについては、強調表示させる(図12参照)。
【００８６】
以下、図11〜図12を参照して第4の実施の形態の画像処理装置100の動作を説明する。
【００８７】
第4の実施の形態の画像処理装置100のCPU101は、主メモリ102から図11に示す画像表示処理(4)に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて画像表示処理(4)を実行する。
【００８８】
画像表示処理(4)において、まず画像処理装置100のCPU101は、第1の実施の形態のステップS101からステップS104の処理と同様に、記憶装置103から3次元画像データを読み込み(ステップS401)、取得した3次元画像データから冠動脈領域Aを抽出し、表示装置107の全体画像表示領域31に表示する(ステップS402)。また、CPU101は、冠動脈領域Aから各血管A1、A2、A3の中心付近を通る芯線41、42、43をそれぞれ算出し(ステップS403)、取得した芯線41、42、43について、それぞれ起枝部から血管最深部までの血管長R、L1、L2を算出し、算出した各血管長R、L1、L2を規格化する(ステップS404)。
【００８９】
次に、図11のステップS405の処理において、操作者によるマウス108の操作が行われ、第1の実施の形態において説明したGUI33や、第2の実施の形態において説明したマウスポインタ36等の操作により、血管位置や始点からの距離が指定されると(ステップS405)、CPU101は指定された位置・距離情報を読み込む(ステップS406)。また、CPU101は、指定された位置・距離情報に基づいて、全ての血管の対応位置を算出し、全体画像表示領域31に表示されている冠動脈領域Aの各血管A1、A2、A3に、指定位置または対応位置を示すライン35a、35b、35cを表示する(ステップS407)。指定位置または対応位置の算出は、第1の実施の形態または第2の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００９０】
更に、CPU101は、各血管A1、A2、A3での指定位置または対応位置を含む領域を表示する各垂直断面像321、322、323を作成する(ステップS408)。
【００９１】
更に、CPU101は、各垂直断面像321、322、323について、血管内腔の面積を測定し、評価する(ステップS409)。血管の内腔面積は、所定の信号値(CT値や輝度値)以上の信号値を有する造影された領域の面積を算出することにより取得される。CPU101は各垂直断面像321、322、323を詳細画像表示領域32に表示するとともに、血管内腔面積が、例えば基準とする血管内腔面積よりも小さくなっている等の異常が表れている場合は、異常が表れている垂直断面像について強調表示する(ステップS410)。
【００９２】
ここで、強調表示の例としては、拡大表示、または信号値毎に色分けしたカラーマップの重畳表示等である。
【００９３】
図12に示すように、詳細画像表示領域32に表示される各垂直断面像321、322、333の各血管内腔面積391、392、393が評価され、異常がある場合には、強調表示される。図12の例では、垂直断面像322が拡大表示されることを示している。
【００９４】
以降、ステップS405からステップS410の処理により、任意の血管位置が指定される都度、指定位置に対応する他の血管上の位置(対応位置)が算出され、指定位置及び対応位置における垂直断面像321、322、323がそれぞれ作成され、表示される。
更に、血管内腔面積が評価され、異常がある場合に、その垂直断面像が強調表示される。
【００９５】
以上説明したように、第4の実施の形態の画像処理装置100は、詳細画像表示領域32に表示される各垂直断面像321、322、323について、血管内腔面積の評価を行い、異常が表れているものについては、強調表示を行う。
【００９６】
従って、操作者は血管の狭窄等の異常を容易に判断することができ、診断の支援となる。
【００９７】
(第5の実施の形態)
次に、第5の実施の形態の画像処理システム1について説明する。第5の実施の形態の画像処理システム1のハードウエア構成は、図1の第1の実施の形態の画像処理システム1と同一であるので説明を省略し、同一の各部については同一の符号を付して説明する。
【００９８】
第5の実施の形態において、CPU101は、図13に示す画像表示処理(5)を実行し、冠動脈三枝のみならず、側枝についても芯線の抽出及び血管長の算出を行い、上述のGUI33やマウスポインタ36による操作に応じて、冠動脈領域Aの任意の血管の任意の位置が指定されると、その指定位置に対応する他の血管上の位置を算出し、指定位置または対応位置における各血管の垂直断面像を作成し、表示する。
【００９９】
以下、図13〜図15を参照して第5の実施の形態の画像処理装置100の動作を説明する。
【０１００】
第5の実施の形態の画像処理装置100のCPU101は、主メモリ102から図13に示す画像表示処理(5)に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて画像表示処理(5)を実行する。
【０１０１】
画像表示処理(5)において、まず画像処理装置100のCPU101は、記憶装置103から3次元画像データを読み込み(ステップS501)、取得した3次元画像データから冠動脈領域Aを抽出し、表示装置107の全体画像表示領域31に表示する(ステップS502)。また、CPU101は、冠動脈領域Aから冠動脈三枝A1、A2、A3やその側枝A11〜A15、A21〜A26、A31〜A33について、それぞれ芯線を算出し(ステップS503)、取得した各芯線について、起枝部から血管最深部までの各血管長を算出する。側枝の血管長については、側枝の属する冠動脈A1、A2、A3の起枝部から側枝の分岐点までの距離と、分岐点から側枝の血管最深部までの距離と、を算出する。CPU101は、算出した各血管長を規格化する(ステップS504)。
【０１０２】
次に、図13のステップS505の処理において、操作者によるマウス108の操作が行われ、第1の実施の形態において説明したGUI33や、第2の実施の形態において説明したマウスポインタ36等により、血管位置や始点からの距離が指定されると(ステップS505)、CPU101は指定された位置・距離情報を読み込む(ステップS506)。また、CPU101は、指定された位置・距離情報に基づいて、第1または第2の実施の形態と同様に、冠動脈三枝の対応位置を算出する。また側枝の対応位置については、CPU101は、指定された位置・距離が側枝の属する冠動脈A1、A2、A3の起枝部から側枝への分岐部までの距離に到達している場合に、その側枝への分岐部より先の対応位置を算出する。
【０１０３】
その後、冠動脈領域Aの各血管に、指定位置または対応位置を示すラインを表示する(ステップS507)。
【０１０４】
更に、CPU101は、各血管の指定位置または対応位置における垂直断面像を作成し、詳細画像表示領域32にそれぞれ表示する(ステップS508、509)。垂直断面像は、冠動脈のみならず側枝についても表示される。
【０１０５】
この段階における、画像処理装置100の表示装置107の表示状態を図14に示す。
【０１０６】
図14に示すように、血管上の任意の位置または始点からの距離が指定されると、指定位置または距離に対応する、冠動脈領域Aの各血管A1、A2、A3上の対応位置や、側枝A11、A12についての対応位置がそれぞれ算出され、その対応位置及び指定位置にライン35a、35b、35c、35ｄ、35ｅが表示される。また、その対応位置及び指定位置における各血管A1、A2、A3、A11、A12の垂直断面像321、322、323、324、325がそれぞれ作成され、詳細画像表示領域32に表示される。
【０１０７】
ステップS509において、垂直断面像が複数表示される場合には、冠動脈の主要な三枝についての垂直断面像321、322、323は大きく、側枝についての垂直断面像324、325は小さく表示するようにしてもよい。また、血管の太さに応じて、垂直断面像の画像サイズを決定するようにしてもよい。すなわち、血管の上流部(起枝部に近い部位)における垂直断面像を下流部(先端部に近い部位)のものより、大きく表示するようにしてもよい。このように血管の部位に応じて垂直断面像の画像サイズを変更するようにすれば、多数の断面図を同一画面内に表示する場合にも、より重要な血管(主要な冠動脈や上流の血管)について、観察しやすくなる。
【０１０８】
以降、ステップS505からステップS509の処理により、任意の血管位置が指定される都度、指定位置に対応する他の血管上の位置(対応位置)が算出され、指定位置及び対応位置における冠動脈三枝または側枝の詳細画像(垂直断面像等)がそれぞれ作成され、表示される。
【０１０９】
以上説明したように、第5の実施の形態の画像処理装置100は、GUI33またはマウスポインタ36等の操作により、表示されている複数の血管の任意の位置や始点からの距離が指定されると、CPU101によって指定位置に対応する各血管(冠動脈及び側枝を含む)上の位置が算出され、指定位置及び算出された対応位置における各詳細画像(垂直断面像等)が作成されて同一表示画面に表示される。
【０１１０】
従って、操作者は血管を選択し直す操作を行わなくても、冠動脈の主要な三枝の観察のみならず、側枝についての詳細画像を表示させることができ、図15に示すような側枝の分岐部や側枝に表れる病変部等についての観察が容易に行えるようになる。
【０１１１】
(第6の実施の形態)
次に、第6の実施の形態の画像処理システム1について説明する。第6の実施の形態の画像処理システム1のハードウエア構成は、図1の第1の実施の形態の画像処理システム1と同一であるので説明を省略し、同一の各部については同一の符号を付して説明する。
【０１１２】
第6の実施の形態において、CPU101は、図16に示す画像表示処理(6)を実行し、マウスポインタ36を用いて、冠動脈領域Aの任意の複数の血管の任意の位置が選択されると、選択された血管位置における各詳細画像(垂直断面像等)を作成し、表示する。
【０１１３】
以下、図16〜図17を参照して第6の実施の形態の画像処理装置100の動作を説明する。
【０１１４】
第6の実施の形態の画像処理装置100のCPU101は、主メモリ102から図16に示す画像表示処理(6)に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて画像表示処理(6)を実行する。
【０１１５】
画像表示処理(6)において、まず画像処理装置100のCPU101は、第5の実施の形態のステップS501からステップS504の処理と同様に、記憶装置103から3次元画像データを読み込み(ステップS601)、取得した3次元画像データから冠動脈領域Aを抽出し、表示装置107の全体画像表示領域31に表示する(ステップS602)。また、CPU101は、冠動脈領域Aから各冠動脈三枝及び側枝について、中心付近を通る芯線をそれぞれ算出し(ステップS603)、取得した芯線について、それぞれ起枝部から血管最深部までの血管長を算出する。側枝の血管長については、第5の実施の形態とは異なり、分岐点から血管最深部までの距離を算出する。CPU101は、算出した各血管長を規格化する(ステップS604)。
【０１１６】
ここで、CPU101は、芯線を抽出した全ての血管について、ナンバリング(番号付加)を行う(ステップS605)。CPU101は、ナンバリングした各血管についての、血管位置や血管長情報を付加した番号と対応付けて主メモリ102に記憶する。
【０１１７】
次に、図16のステップS606の処理において、まず操作者のマウス操作等により任意の血管が選択されると、CPU101は選択した血管に付加された番号をキーとして芯線情報や血管長情報等を検索し、読み込む(ステップS607)。このとき、図17に示すように、選択された血管を識別表示するようにしてもよい。
【０１１８】
次に、選択された血管について、マウスポインタ36等により位置や始点からの距離が指定されると(ステップS608)、CPU101は指定された位置・距離情報を読み込む(ステップS609)。また、CPU101は、選択された血管の指定された位置にライン51a、51b、51cを表示する(ステップS610)。その後、CPU101は、指定された位置について、それぞれ垂直断面像511、512、513等の詳細画像を作成し、詳細画像表示領域32に表示する(ステップS611、612)。
【０１１９】
CPU101は、ステップS607からステップS612の処理により、任意の血管が選択され、位置が指定される都度、指定位置にラインを表示し、垂直断面像を作成し、詳細画像表示領域32に表示する。なお、血管の選択数はいくつでもよいが、表示画面に表示可能な範囲で上限数が設定されるようにしてもよい。また、第5の実施の形態と同様に、CPU101は、冠動脈の主要な三枝についての垂直断面像は大きく、側枝については小さく表示するようにしてもよい。また、血管の太さに応じて、詳細画像の画像サイズを決定するようにしてもよい。すなわち、血管の上流部における垂直断面像を下流部のものより、大きく表示するようにすればよい。
【０１２０】
図17に示すように、例えば、血管N4、N7、N14が選択され、選択された血管N4、N7、N14上の任意の位置が指定されると、指定位置にライン51a、51b、51cがそれぞれ表示される。また、指定された位置における各血管N4、N7、N14の垂直断面像511、512、513がそれぞれ作成され、詳細画像表示領域32に表示される。
【０１２１】
以上説明したように、第6の実施の形態の画像処理装置100は、表示されている複数の血管から、任意の血管を選択し、選択した血管上の位置を指定すると、CPU101によって指定位置に対応する血管の詳細画像を作成し、詳細画像表示領域32に表示する。
【０１２２】
従って、操作者は冠動脈領域Aにて観察したい血管のみを複数選択し、垂直断面像を同時に観察することが可能となり、血管の観察を迅速に行えるようになる。
【０１２３】
以上、本発明に係る画像処理装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、第1から第6の実施の形態において説明した手法を適宜組み合わせるようにしてもよい。また、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１２４】
1  画像処理システム、100  画像処理装置、101  CPU、102  主メモリ、103  記憶装置、104  通信Ｉ/F、105  表示メモリ、106  Ｉ/F、107  表示装置、108  マウス(外部機器)、109  入力装置、110  ネットワーク、111  画像データベース、112  医用画像撮影装置、A  冠動脈領域、A1  右冠動脈、A2  左冠動脈前下行枝、A3  左冠動脈回旋枝、32  詳細画像表示領域、33  GUI、41、42、43  芯線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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